汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)連桿蓋16012的工藝規(guī)程及鉆題目8.5兩孔的工裝夾具設(shè)計(jì)學(xué)院汽車(chē)工程學(xué)院專業(yè)車(chē)輛工程班級(jí)姓名指導(dǎo)教師2017年 6 月 13 日目錄1、連桿蓋的工藝路線2、鉆孔工序的工序簡(jiǎn)圖3、所設(shè)計(jì)夾具需要滿足的加工要求4、定位夾緊方案的選取與分析5、夾具的結(jié)構(gòu)介紹6、分析計(jì)算7、本設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)分析8、參考文獻(xiàn)3. 所設(shè)計(jì)夾具應(yīng)滿足的加工要求本道工序?yàn)樵谶B桿蓋兩側(cè)鉆模鉆 2xM8.5的孔，并滿足一定的精度要求，由 于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量, 故需設(shè)計(jì)專用夾具。由于對(duì)加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低 生產(chǎn)成本和降低勞

2、動(dòng)強(qiáng)度。夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能 正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最 大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具 與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過(guò)程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由 此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。 切削加工過(guò)程中 產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過(guò)多將影響工件的可靠的定位 和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工 藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。夾具體設(shè)計(jì)的基本要求(1) 應(yīng)

3、有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟?的表面以及夾具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有 適當(dāng)?shù)奈恢镁取槭箠A具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造 夾具體要進(jìn)行退火處理。(2) 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許 的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。(3) 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性?shī)A具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要 求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在 滿足剛

4、度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。(4) 應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周?chē)?如不及時(shí)排除，切削 熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度， 切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定 位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適 當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。(5) 在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表 面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低， 支承面積應(yīng)足夠大，安裝

5、基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底 部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床 工作臺(tái)的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。4、定位夾緊方案的選取與分析4.1定位基準(zhǔn)的選擇該工序要求中心線與端面(有位置要求，因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)面的正 中心上，并且還要求其孔為通孔，由于端面經(jīng)過(guò)精銖，精度比較高，因而工序基 準(zhǔn)為端面A,為了便于加工，選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì) 應(yīng)首先滿足這些要求，在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下，還應(yīng)考慮夾具體制造工 藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾

6、緊穩(wěn)定可靠，并且?jiàn)A 具體應(yīng)具有較好的剛性。據(jù)夾具手冊(cè)知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工 序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基 準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最 終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基 準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求， 所以應(yīng) 考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。圓臺(tái)外圓及兩側(cè)

7、面都已 加工好，為.了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì) 本道工序的夾具。4.2夾具方案的設(shè)計(jì)如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計(jì)方案如下，萬(wàn)案:首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便丁鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用：一面加固定V型塊和滑動(dòng)V型塊定位，這樣既簡(jiǎn)單乂 方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個(gè)，一個(gè)固定V型塊限制兩個(gè)自由 度，一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì) 的定位方案，總共限制了工件的全部 6個(gè)自由度，屆丁完全定位。在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了 z軸的移動(dòng)，x軸的旋轉(zhuǎn)，y軸

8、的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定 V型塊限制了 y軸的移動(dòng)，x軸的移動(dòng)，一個(gè) 滑動(dòng)V型塊限制了 z軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個(gè)自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。5、夾具結(jié)構(gòu)介紹該夾具采用了一個(gè)固定V型塊和一個(gè)活動(dòng)V型塊以及下面的一個(gè)平面實(shí)現(xiàn)了 對(duì)工件的完全定位。固定的V型塊用兩個(gè)定位銷實(shí)現(xiàn)了定位，同時(shí)用兩個(gè)螺栓進(jìn) 行夾緊定位，而活動(dòng)的V型塊利用兩側(cè)的限位板實(shí)現(xiàn)了對(duì)其的引導(dǎo)和定位，在其右側(cè)有一個(gè)人工夾緊裝置，靠這個(gè)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。火具上部帶有鉆模板，上 面有鉆套，它的定位依靠?jī)蓚€(gè)定位銷實(shí)現(xiàn)，并用兩個(gè)螺栓夾緊，將其設(shè)計(jì)為可拆 卸式的，是為了節(jié)省夾具體的空間，降低成本，方便工件的裝火。本道工序的目 的是給

9、工件鉆孔，所以?shī)A具體的下部選擇為中空的，對(duì)孔的加工處還額外留了尺 寸比預(yù)加工孔的直徑更大的通孔，以免未火裝好工件而出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致鉆頭破壞 了夾具體。具體夾具結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)夾具裝配總圖。6、分析與計(jì)算6.1刀具的切削力計(jì)算(1)刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭 機(jī)床：Z525 機(jī)床切削力公式：Ff 667D1.2f°.7Kp式中 D=8.5mm f °.22mm/r查表 1 2 8 得：Kd (W)°.75p 736其中：b °.6, Kp °.°°48即：Ff 955.08N)實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表1 2 12得:有：1 0.7

10、, 2 0.16安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：K式中：K°K6為各種因素的安全系數(shù)，查表可得：K 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.0 1.56所以 WK K Ff 955.08 1.56 1489.92N)6.2夾緊力的計(jì)算選用火緊螺釘夾緊機(jī) 由N f1 f2KF其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取f1f2 0.25F=P/GG 為工件自重N 3551.4Nf1f2火緊螺釘：公稱直徑d=6mm材料鋁合金鋼B 6 100 MPa s 8 480MPas 10螺釘疲勞極限:0.320.32 600192 MPa極限應(yīng)力幅:a limkmk1 51.76MPa許用應(yīng)力幅：a al

11、imSa17.3MPa螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為s=2.54 取s=4120 MPa4 Fh2.8滿足要求1.3 4 Ndc215MPa經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠,使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力6.3定位誤差分析(1)定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。(2) 工件的工序基準(zhǔn)為大圓軸線，本夾具是用來(lái)在臥式鯉床上加工，所以工件兩側(cè)面與火具上的 V型塊保持固定接觸。工件的定位基準(zhǔn)為工件兩側(cè)面。該夾具以一面兩V型塊定位，兩V型塊尺寸公差為80。為了滿足工序的加 工要求，必須使工序中誤差總和等丁或小丁該工序所規(guī)

12、定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差般可用下式表示:j W?Z D?A D?W j?j j?M由參考文獻(xiàn)5可得：V型塊的定位誤差：D?WD14 1min其中D1 0.052mmd1 0.01 mmimin 0mm得：D?W 0.063nm 夾緊誤差：j?j (Ymax ymin)COS其中接觸變形位移值：kHBNz 、ny (kRaZ RaZG )()yHB 19.621查5表 1215 有 KRaZ 0.004Khb0.0016C1 0.412n 0.7。 vcos0.0028nmj j y 磨損造成的加工誤差：j?M通常不超過(guò)0.005mm 火具相對(duì)刀具位置誤差：d?a取0.01mm誤差總和：j w 0.085mm 0.3mm從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。7、本設(shè)計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)：本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本較低，能達(dá)到較高的精度要